Chytré prsteny se během několika let proměnily z nenápadného doplňku v poměrně schopná zařízení pro sledování zdraví. Stále však pracují hlavně s fyzickými údaji, jako je tep, pohyb, teplota pokožky nebo kvalita spánku. Tým z Kalifornské univerzity v San Diegu se nyní pokusil dostat do podobně malého zařízení také chemickou analýzu.

Výsledkem je experimentální prsten, který dokáže průběžně sledovat glukózu, ketony, vitamin C, kyselinu močovou, laktát a alkohol. Neměří všech šest látek najednou. Do prstenu lze vložit kombinaci senzorů pro současné sledování až čtyř biomarkerů podle toho, jaké údaje uživatel potřebuje.

Naměřené hodnoty elektronika zpracuje a bezdrátově odešle do aplikace. Uživatel tak nevidí pouze jeden výsledek, ale také vývoj během dne, například změny po jídle, cvičení nebo konzumaci alkoholu.

Pot odebírá, i když člověk jen sedí

Prsten nepotřebuje, aby jeho majitel běhal, cvičil nebo se viditelně potil. Konečky prstů patří k místům s vysokou hustotou potních žláz a malé množství potu vzniká i v klidu.

Výzkumníci využili osmotický hydrogel, který tekutinu z povrchu pokožky postupně nasává. Pot potom putuje drobným kanálkem k vyměnitelným elektrochemickým senzorům. Jednotlivé molekuly na nich vyvolávají měřitelnou elektrickou odezvu, kterou elektronika převede na výslednou hodnotu.

Právě práce s potem je zároveň jednou z největších překážek podobných zařízení. Koncentrace látky v potu nemusí přesně odpovídat její koncentraci v krvi a mezi jednotlivými lidmi se může lišit. Pro praktické použití proto bude nutná důkladná kalibrace a další klinické ověřování.

Výzkum vedl profesor Joseph Wang z Jacobs School of Engineering při UC San Diego. Prvním autorem studie je Tamoghna Saha, postdoktorand působící ve Wangově laboratoři. Autoři označují svůj výtvor za první plně integrovaný chytrý prsten určený k průběžnému biochemickému monitorování při běžném nošení.

Glukózu porovnávali s běžnými senzory

Prototyp vyzkoušeli zdraví dobrovolníci i lidé s diabetem 1. typu. Vývoj hodnot glukózy naměřený prstenem se při testech podobně měnil jako údaje z komerčních kontinuálních glukózových monitorů. Také výsledky měření ketonů odpovídaly trendům zachyceným běžnými krevními přístroji.

To však ještě neznamená, že by si diabetici mohli místo schváleného senzoru nasadit chytrý prsten. Současný prototyp není zdravotnickou pomůckou a jeho výsledky nelze používat k úpravě léčby nebo dávkování inzulinu. Studie zatím především ukazuje, že lze potřebné senzory, elektroniku, baterii i bezdrátovou komunikaci vměstnat do zařízení, které se skutečně nosí na prstu.

Jednu polovinu prstenu zabírá hydrogel, kanálek pro pot a sada senzorů. Ve druhé se nachází pružný plošný spoj a dobíjecí zinko-stříbrooxidová baterie. Ta dokázala prototyp napájet přibližně 12 hodin. Vnější pouzdro výzkumníci vyrobili z polymeru pomocí 3D tisku.